倾斜单元式幕墙安装方法|花瓣型石材幕墙要点解析！

单元式幕墙是当今建筑幕墙领域最具普及价值和发展优势的幕墙形式，常规单元式幕墙只要工厂生产能满足要求，现场安装不存在问题。随着城市标志性建筑越来越高、造型越来越奇特，不规则单元式幕墙安装技术难度增加，尤其是在塔吊吊装盲区内安装凹凸变形内外倾斜的单元式幕墙，其施工难度更大更复杂。

CCTV新主楼高度234m，两座双向倾斜6°的钢结构塔楼内侧均为塔吊吊装盲区。全部幕墙面积约12万m，盲区范围内的幕墙面积约5万m。支撑单元式幕墙的框架龙骨是“菱型钢格构”，若干个不规则玻璃幕悬挂于菱型钢格构上形成坚固独立的单元（图1）

每单元菱型钢格构边缘累积结构位移，并将力传递到槽型主体钢结构承受结构总体位移。由于菱型钢格构安装是幕墙施工的基础，幕墙立面定位依赖于钢格构的交点，因此解决菱形钢格构的施工问题就能解决后期玻璃幕施工的问题。由于菱形钢格构与主楼结构同步施工，施工过程中菱形钢格构还会随主体结构变形而变形，其次是菱形钢格构与主体结构相距过近，操作空间狭小，作业平台难以搭设，属于临边作业危险性大；再则是构件数量多，吊装量大，单根龙骨长细比大，刚度小，容易变形，每根构件外包保温层及装饰钢板，吊装作业十分困难。因此，项目技术人员利用沉降监测计算出钢格构后期变形值作为格构放样的预偏值解决钢格构的定位放样；通过塔吊散件吊装、高空组拼方式解决明区钢格构安装；通过塔吊吊起牵引式平衡吊具加活动吊车方式解决盲区钢格构安装；通过有限元模拟分析计算出应力变化值以控制菱形钢格构安装过程质量；既解决了菱形钢格构与主体结构共用塔吊交叉施工的难题，又解决了盲区吊装和构件变形控制的难题，对超高层异型玻璃幕墙施工具有广泛的借鉴意义。

一、工艺原理

完成同层主体钢结构焊接和该层混凝土面层后安装菱形钢格构，明区钢格构主次龙骨安装通过塔吊吊装散件至设计位置穿螺栓拧紧固定；盲区钢格构主龙骨吊装通过塔吊吊起牵引式平衡吊具，调平吊具上活动滑车，将构件挂到吊具上起吊至设计位置穿螺栓拧紧固定，次龙骨和檩条通过安装在楼层内的屋面吊吊装构件至转料平台，再通过推车和活动小车吊装至设计位置安装。先安装棱形框即H型钢主龙骨并校正准确拧紧螺栓固定在主体结构上，再开始框内竖向H型钢次龙骨和横向C型檩条，直至完成该单元菱形钢格构安装。

二、施工流程及操作要点

1、工艺流程

2、操作要点

2.1 施工准备

①安装时机

虽然菱形钢格构与主体结构同步施工，考虑到主体结构在施工中的变形会对格构菱形框产生影响。因此菱形钢格构安装时机分别如下：（图5.2.1-1）

菱形框架H型钢主龙骨是在主体钢结构焊接完成，楼层混凝土面层施工完成之后进行。每4 层为一个施工区，作业面最高为4层，完成3个区即12层菱形框架后才开始从最底层的菱形框架内安装H型钢次龙骨和C型檩条。

H型钢次龙骨和C型檩条的安装时机与防火涂料施工重合，每8层为一个施工区，作业面最高4层，完成2个区即有16层的菱形钢格构全部安装完成后再开始从底层安装单元板幕墙，幕墙安装区也是8层为一个施工区，作业面最高4层。

防火和封边安装时机是在幕墙施工完毕，移交前完成。

②控制网的建立

通过高精度全站仪内外控制网布设和联测，用钢丝线设置钢格构交点中线控制定位（图5.2.1-2）

③ 吊点设置

由于钢格构构件表面涂料要求极高，且表面有3mm的装饰钢板极易变形，若使用吊带捆绑易使装饰钢板受损不易修复。受其影响，技术人员在钢格构构件侧面已有的连接板上新增吊耳作为吊点（图5.2.1-2）

2.2 钢格构单元安装顺序

单个菱形框架为一单元，从主楼明区开始向两侧顺序安装至盲区闭合（图5.2.2-1），同一单元内，先安装菱形框架H型钢主龙骨（最大截面为H1000×295×12×20mm，重量260kg/m）；再安装H型钢竖向次龙骨（最大截面为HM200×150×4.5×6mm，重量22kg/m），依据从上到下、从一边向另一边顺序推进的原则安装；最后安装C型横向檩条（最大截面为C200×160×50×3mm，重量12kg/m）,檩条采用从上到下、从中间向两侧展开的顺序进行施工，安装完成后进行整体校正，充分利用安装间隙消除误差（图5.2.2-2）。

2.3 明区钢格构构件吊装

通过塔吊直接吊装钢格构散件（图5.2.3-1），吊装作业时要使吊钩与被吊物重心在一条铅垂线上，并在起吊时用导链调出相应的角度，同时应设置留绳，便于菱形钢格构的牵引、就位及避免在吊装过程中的碰撞，散件就位后，应及时穿设螺栓，校正合格后拧紧螺栓，方可松钩。

2.4盲区钢格构构件吊装

① 首先用塔吊吊起牵引式平衡吊具并调平固定，保证吊具上活动滑车与吊钩在同一铅垂线上。

② 固定活动滑车，然后将钢格构构件挂到牵引式平衡吊具上，随即开始起吊（图5.2.4-1）。

③ 起吊时牵引式平衡吊具上需挂设牵引绳，保证高空将滑车牵引至楼层。同时，钢格构上也挂设好牵引绳，便于钢结构的牵引就位，同时避免在吊装过程中的碰撞。

④ 安装时，首先将牵引式平衡吊具搁置在安装楼层的上方一层楼板上（图5.2.4-2），并用导链及钢丝绳加固。然后，作业人员上到引进轨道上，解开小车的固定装置，将小车推向楼层，当构件接近楼层时，方可进行吊装，就位过程中，利用小车上的倒链进行调解。

这种方法充分利用塔吊解决了因主楼倾斜造成的构件吊装无法一次性就位的问题，同时也有效避开了混凝土爬模、安全围护等阻碍，达到了安装的目的。

2.5 H型次龙骨和C型檩条安装

由于次龙骨和檩条重量小、数量多，长细比大、刚度小、变形难控制，不宜采用大型塔吊吊装散件，若散件地面拼装后整体吊装又因构件过长（次龙骨和檩条组成单元后尺寸可达16m×24m如图5.2.5-1）不宜就位。故采用吊带捆绑散件，利用安装在楼层内的屋面吊（图5.2.5-2）吊装构件至转料平台，再通过推车将散件运至楼层各个边缘，通过上一楼层的活动小车（图5.2.5-3）和导链将构件推出楼层至设计位置安装（图5.2.5-4）

2.6 利用有限元分析监测菱形钢格构施工

央视主楼在施工中的受力状态与最终受力状态是不同的，施工顺序和加载顺序对主楼结构受力变形有明显的影响。按照常规采用一次性加载模拟分析恒载对结构的影响有较大的误差。因此，本工程采用可分段分析结构受力变化的SAP2000有限元模拟软件跟踪分析施工过程中的结构受力变化，确保这种变化对结构的影响在设计范围允许之内。

①有限元模拟分析原理

有限元模拟分析是一种分阶段变刚度分析方法，根据结构阶段性荷载的增加或减少分析出施工过程对结构的变形影响，以调整施工顺序和加载顺序使之合理，以校正倾斜塔楼的内力分布。

②分析后采取的措施

对部分已安装的菱形钢格构进行有限元分析，监测其能否适应主体结构变形以及对主体结构变形的影响，根据分析结论调整施工快慢节奏或者调整待安装菱形钢格构的安装预调值，工厂构件加工预调值等措施，保障工程整体施工质量。

2.7 幕墙施工

本工程单元式幕墙安装方法大部分同常规做法，可参照相关《单元式幕墙施工工法》（SZJXGF18 -2008）操作，本文不再赘述。唯一强调的是央视幕墙在安装时必须经过板块翻转才能从龙骨分格中发出，为此简述单元板块吊装过程，以保证本工法的完整性。

①单元板块翻转准备

先使用龙门吊将单元板块转运架一同提起，放置到翻转区，在单元板块的上口固定吊钩，下部用软编织带固定，提起板块的一边，将板块侧面立起，然后放置到翻转发射车上（图5.2.7-1）。

②单元板块发射

活动安装吊车放下吊钩，吊住单元板块吊点，随着装运组推动单元板块向外走而缓慢收紧吊绳。此时龙门吊开始吊运下一块板块，部分安装工正在调整上一块板块（图5.2.7-2）。

③单元板块起吊

到达结构边缘时，翻转发射车准备翻转下滑，安装吊车的吊绳缓慢放松，将板块拖住，防止其快速下滑，直到翻转成垂直状态（图5.2.7-3）。

④ 单元板块翻转

活动安装吊车收紧吊绳，将单元板块吊出，转运组抽出翻转发射车，并扶助单元板块，旋转。安装层安装人员开始接受板块，转运小组开始翻转板块（图5.2.7-4）。

⑤单元板块就位

活动安装吊车缓慢放开吊绳，将单元板块垂直放下至安装位置上，位于下层安装人员使用中空吸盘，扶稳板块，防止与结构和安装好的板块或龙骨相撞，安装人员开始安装单元板块，就位后，进行微调。转运小组将下一块单元板块装上发射车（图5.2.7-5）。幕墙安装外视如（图5.2.7-6）

三、材料与设备

1、主要吊装设备

2、主要检测设备

3、主要材料

参考文章2

花瓣型石材幕墙背栓系统要点解析！

第一幕墙 1月17日

宁夏大剧院

一、系统的主要特点

宁夏大剧院双曲面花瓣造型石材幕墙设计，采用背栓石材开缝处理，并且花瓣背向地面方向倾47.25°-82.52°。 采用异形石材，拼接出双曲面花瓣造型，石材选用慧鱼背栓连接，配合铝合金挂件系统。

二、主要材料

石材幕墙主立柱选用100×60×6mm钢方管，转角位置选用120×100×6mm钢方管，均按双跨梁力学模型计算，钢横梁选用L50×5mm角钢,材质均为Q235B，表面均热镀锌处理。石材选用30mm厚花岗岩，表面六面防护处理。开放式石材接缝，内部采用1.5mm镀锌钢板防水封堵。钢架穿透防水部分，采用德泰盖片防水体系。

三、重点难点分析

1、花瓣石材造型复杂，如何解决石材的深化设计、下料加工、现场定位安装等问题。

2、主体钢结构已经安装完成，如何处理好幕墙焊接施工，不影响主体钢结构的安全。

3、花瓣内部钢架不可避免的要穿透防水钢板，在主体钢结构正常变形范围内如何解决防水问题。

四、解决方案

1、考虑到工程的特殊性，本工程花瓣部分主体结构为全钢结构，位移变形较大。选用背栓式可三维调节石材连接系统，不但很好的解决了石材板块安装精度的问题，而且通过铝合金挂件系统开模，解决了因石材纵向曲率变化，产生的挂件角度不同带来的石材面板不均匀受力问题，化解和安装困难也避免了幕墙石材板块铝挂件之间刚性接触，降低了幕墙使用过程中的摩擦噪音。

2、经过运用建模辅助软件犀牛（带grasshopper插件）,对曲面的进行分析和石材尺寸和订单处理。

3、经过模型分析，得到结论石材的曲率，按照曲率来区分平板和双曲石材板。由于曲线的线变，导致石材的尺寸是完全的唯一化，所以采用软件建模分析生成数据就显示出在加工翻样图中的优势。

4、模型建好后，经过软件处理获取了大量的信息数据，包括面板的拟合数据、测量控制定位点、材料加工数据等。

5、先通过软件获取四边形板一点到另外三点组成面的最大值，筛选出可以做平板的板块；4点不共面的翘角高差在10mm之内的，可按平板处理。筛选之后再对双曲面版进行分析，获得各种参数，并配合绘制加工图。

五、主结构不可焊接的解决方案

为了不对主结构钢梁整体稳定性产生影响，结构工程师要求幕墙不可在主体钢结构上进行二次焊接。为此，开发设计了三维抱箍转接可调节支座，避免幕墙支座焊接对主体结构的不良影响。

六、德泰盖片聚脲涂层防水系统

为解决花瓣内部钢龙骨穿透防水钢板的问题，对防水位置进行了特殊设计，在保证接口部位能满足位移和温度变形的同时，采用了专业的防水材料得泰盖片和聚脲防水涂层，克服了钢性防水材料的漏水和噪音等问题，很好的保证了幕墙的防水性能。